SE442046B

SE442046B - ROTOR FOR A WIND TURBINE

Info

Publication number: SE442046B
Application number: SE7803823A
Authority: SE
Inventors: Alberto Kling
Original assignee: Alberto Kling
Priority date: 1977-04-07
Filing date: 1978-04-05
Publication date: 1985-11-25
Also published as: DE2715729C3; FR2386701A1; IN148543B; GB1581305A; US4147472A; JPS54133A; DE2715729A1; DE2715729B2; NL7803381A; BR7802137A; FR2386701B1; CA1087526A; BE865377A; IT1108018B; ES468539A1; JPS5638794B2; IT7867763A0; SE7803823L; MX144706A

Description

l0 7803823-9 2 mellan 7:1 - 3:1, varvid huvuddelen av höljets längd kommer att ligga utanför själva diffusorn. Dylika statiska höljen med stora dimensioner är inte bara dyra att framställa, utan de fordrar även kostsamma stödkonstruktioner. l0 7803823-9 2 between 7: 1 - 3: 1, with the majority of the length of the housing coming to lie outside the diffuser itself. Such static housings with large dimensions are not only expensive to manufacture, but they also require costly support structures.

Genom den brittiska patentskriften 1 386 335 är en rotor för en turbin av ovan nämnt slag förut känd, vilken nyttjas för bildande av en cylindrisk strömning för ett luftfartygs_ framdrivning. Denna kända rotor uppvisar, såväl en yttre ring- mantel, omslutanden rotorbladen, som en vid rotorbladens inre ändar placerad ringmantel. Båda ringmantlarna roterar med ro- torbladen och avgränsar en ringformad strömningskanal, i vil- ken rotorbladen befinner sig. I radiell skärning uppvisar de båda ringmantlarna ett tvärsnitt, vilket beroende på slaget av diffusorbegränsning, förlöper från främre inloppsänden till en avböjning mot kanalens inre och sedan mot bakre änden under avvinkling utåt till en utloppsöppning med en större diameter.By British Patent Specification 1,386,335 is a rotor for a turbine of the kind mentioned above previously known, which is used to form a cylindrical flow for an aircraft_ propulsion. This known rotor has, as well as an outer ring mantle, enclosing the rotor blades, as one at the interior of the rotor blades ends placed ring jacket. Both ring sheaths rotate with and delimits an annular flow channel, in which the rotor blades are located. In radial cutting they exhibit both ring sheaths a cross section, which depending on the type of diffuser limitation, extends from the front inlet end to a deflection towards the inside of the duct and then towards the rear end below angling outwards to an outlet opening with a larger diameter.

Den inre ringmanteln och den yttre ringmanteln bildar därvid tillsammans en diffusor, vars smalaste ställe, sett i ström- ningsriktningen, befinner sig bakom den främre kanten hos den ringformade strömningskanalen. Vid användning av en sådan ut- formad rotor för ett vindkraftverk, kan en ökning av den er- hållna energin uppnås med 50 % med avseende på den befintliga rotorskivytan. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att tillhanda- hålla en rotor av nämnt slag, vilken genom enkel uppbyggnad och billig framställning åstadkommer en bättre energiomvand- ling i förhållande till kända rotorer med samma diameter, vil- ken har ett mindre utrymmesbehov och vilken är tillförlitlig och ekonomisk i drift.The inner ring jacket and the outer ring jacket thereby form together a diffuser, the narrowest point of which, seen in direction, is located behind the leading edge of it annular flow channel. When using such a shaped rotor for a wind turbine, an increase in the maintained energy is achieved by 50% with respect to the existing the rotor disk surface. The object of the present invention is to provide hold a rotor of the kind mentioned, which by simple construction and cheap production achieve a better energy conversion in relation to known rotors of the same diameter, which ken has a smaller space requirement and which is reliable and economical in operation.

Enligt uppfinningen uppnås detta ändamål genom att en rotor för en vindturbin av inledningsvis angivet slag utfor- mas så, att den inre ringmanteln är placerad vid rotorbladens innerändar och tillsammans med den yttre ringmanteln begrän- sar en ringformig kanal, varvid profilerna hos den inre re- spektive den yttre ringmanteln är så orienterade, att deras 3 7803825-9 sugsidor är vända mot kanalen.According to the invention, this object is achieved by a rotor for a wind turbine of the type initially indicated so that the inner annular sheath is located at the rotor blades inner ends and together with the outer ring shell limited an annular channel, the profiles of the inner re- respectively the outer ring mantle is so oriented, that their 3 7803825-9 suction sides are facing the duct.

Utformningen av rotorerna enligt föreliggande uppfinning har väsentliga fördelar jämfört med teknikens ståndpunkt. Då profilens anfallsvinkel hos den yttre ringmanteln inte över- skrider den kritiska släppningsvinkeln för profilen, fungerar ringmantelns profil med avseende på luftströmmen såsom en vinge, vilken alstrar en lyftkraft. Denna lyftkraft är i föreliggande fall radiellt riktad inåt och strävar att för- skjuta den yttre ringmanteln till koncentriskt läge med ring- mantelns centrumaxel. En dylik aerodynamisk kraft, vilken verkar på ringmanteln, är förknippad med en cirkulation runt ringmanteln, (En dylik cirkulation bildas även vid den vanli- ga luftströmningen längs en vinge.) Då ringmanteln är axial- symmetrisk, alstras en virveltorus, vilken ligger i rotorns huvudplan och vilken begränsas till ett område i omedelbar närhet till rotorplanet. Detta betyder, att en cirkulation upprättas på sådant sätt, att en ökning av strömningsmängden uppträder utan att någon diffusoranordning är placerad i rotorns närhet. Enbart genom virveltorusens närhet erhåller den inströmmande luften en ökad hastighet i rotorns kanal och i motsvarande grad ökar den volymetriska strömningsmäng- den och det nedströms liggande strömningstvärsnittet. Av denna anledning ökas turbinens energiavgivning. Vid rotorn en- ligt uppfinningen är strömningskanalen, genom vilken luft- strömmen passerar in i turbinen, inte endast begränsad av den yttre ringmanteln, utan även av den inre ringmanteln, som genom utformningen av sitt tvärsnitt fungerar på liknande sätt som gäller för den yttre ringmanteln och som redan be- skrivits. På detta sätt kommer såväl den inre väggen hos ringkanalen som den yttre väggen hos ringkanalen att alstra en cirkulation, som var och en fungerar såsom en diffusor och på- 7803825-9 verkar en del av den tillströmmande luften och leder in i rotorn, vilken strömning är vida större än det strömningsomrâde som bestämmes av tvärsnittet hos rotorns ringkanal. Även härigencm erhålles en vida större utnyttjandegrad hos det tillströmmande mediets energi jämfört med konventionella rotorer, respektive en vida utrymmesbesparande konstruktion jämfört med rotorer, vilka är omgivna av lângsträckta diffusorer. Vid en rotor enligt uppfinningen är det axiella innerutrymmet innanför rotorbladen inte utfyllt av en i förhållande till rotorytorna framåtskjutande näsa, utan kvar- står såsom en ringformad öppning, vilken endast genomlöpes av stöttor för rotorns fixering vid sin axel, för att möjliggöra en genomströmning i denna öppning och därmed alstrandet av en cirku- lation kring den inre ringmantelns profil. Genom rotorn enligt? uppfinningen ernår man genom utformningen och profileringen av ringmanteln en påverkan av strömningen i rotorns närhet, genom vilken påverkan med aerodynamiska medel en verkan uppnås motsva- rande verkan från en fysisk diffusoranordning anordnad runt rotorn och med en mycket stor axiell längd, vilken därmed skulle kräva ett stort utrymme. Rotorn enligt föreliggande uppfinning kan genom avsaknad av en skrymmande, särskilt i axialriktningen utsträckt, diffusoranordning, göras mycket kompakt och möjliggör trots detta en ökning av energiomvandlingen,jämfört med kända rotorer med avseende på rotorns genomströmningsyta,av betydande storlek jämfört med kända rotorer. Rotorn enligt uppfinningen kan göras mycket lätt och därmed även billig att framställa, eftersom den, genom profilen hos den yttre ringmanteln, vid luftströmning alstrade, radiellt inåt riktade "lyftkraften" till största del kompenseras av den vid rotorns rotation utåt riktade centrifugalkraften som verkar på ringmanteln. Genom de små krafter som verkar på konstruk- tionen är det därför även möjligt, att framställa ringmanteln i särskilda avsnitt, vilka har lämplig storlek för transport, varvid avsnitten sedan kan byggas samman vid turbinens användninqsställe.The design of the rotors of the present invention has significant advantages over the state of the art. Then the angle of attack of the profile of the outer annular jacket does not exceed slides the critical clearance angle of the profile, works the profile of the ring jacket with respect to the air flow as a wing, which generates a lifting force. This lifting force is in present case radially inwardly and strive to slide the outer ring jacket to a concentric position with the ring the center axis of the mantle. Such an aerodynamic force, which acts on the ring mantle, is associated with a circulation around ring mantle, (Such a circulation is also formed at the usual air flow along a wing.) When the annulus is axial symmetrical, a vortex torus is generated, which is located in the rotor master plan and which is limited to an area of immediate proximity to the rotor plane. This means that a circulation established in such a way that an increase in the amount of flow occurs without any diffuser device being placed in proximity of the rotor. Only through the vicinity of the vortex tower receives the inflowing air an increased velocity in the channel of the rotor and correspondingly the volumetric flow rate increases it and the downstream flow cross section. Of for this reason, the turbine's energy output is increased. At the rotor one- according to the invention is the flow channel through which the air the current passes into the turbine, not only limited by the outer ring jacket, but also of the inner ring jacket, which by the design of its cross-section works on similar methods applicable to the outer ring mantle and which are already written. In this way, both the inner wall of the annulus as the outer wall of the annulus to generate a circulation, each of which acts as a diffuser and on- 7803825-9 acts as part of the inflowing air and leads into the rotor, which flow is far greater than the flow area which determined by the cross section of the rotor ring channel. Also härigencm a much greater degree of utilization of the inflow is obtained the energy of the medium compared to conventional rotors, respectively wide space-saving construction compared to rotors, which are surrounded by elongated diffusers. In a rotor according to the invention the axial inner space inside the rotor blades is not filled by a nose projecting in relation to the rotor surfaces, without remaining stands as an annular opening, which is only traversed by supports for fixing the rotor to its shaft, to enable one throughput in this opening and thus the generation of a circulating lation around the profile of the inner annular sheath. Through the rotor according to? the invention is achieved through the design and profiling of the ring mantle an influence of the flow in the vicinity of the rotor, through which effect with aerodynamic means an effect is achieved corresponding to effect from a physical diffuser device arranged around the rotor and with a very large axial length, which would thus require a large space. The rotor of the present invention can through lack of a bulky, especially extended in the axial direction, diffuser device, is made very compact and allows despite this an increase in energy conversion, compared to known rotors with with respect to the flow area of the rotor, of significant size compared with known rotors. The rotor according to the invention can be made a lot easy and thus also cheap to produce, because it, by the profile of the outer ring jacket, generated by air flow, radially inwardly directed "lifting force" is largely compensated of the centrifugal force directed outwards by the rotation of the rotor as acts on the ring mantle. Through the small forces acting on the construction tion, it is therefore also possible to produce the ring jacket in special sections, which are of appropriate size for transport, wherein the sections can then be assembled at the place of use of the turbine.

Det är av särskilt stor betydelse, om vindturbiner med sLn1 d1nm~»~1 skall byggas. Rotorn enligt uppfinningen är enkel och ringa utnymmﬂs krävande och den uppvisar en mycket hög verkningsgrad och vid drih Lu uu en god ekonomi och tillförlitlighet. l0 L.) C x .KJ 7803823-9 Utformningen av den yttre och den inre ringmanteln,och därmed rotorn enligt uppfinningen, är direkt beroende av de profiler som väljes för ringmantlarna. Rotorn enligt uppfinningen kan t.ex. vara så utformad, att profilen hos den yttre och den inre ring- manteln är så utformad och anordnad, att dess profilkorda divergerar i förhållande till centrumaxeln hos kanalen omslutande ringmanteln mot den bakre utloppsöppningen. Rotorn enligt uppfinningen kan även vara så utformad, att ringmanteln är så utformad, att den omslutande kanalen vidgar sig från den främre inloppsöppningen till den bakre utloppsöppningen.It is of particular importance if wind turbines with sLn1 d1nm ~ »~ 1 to be built. The rotor according to the invention is simple and easy to use demanding and it exhibits a very high efficiency and at drih Lu uu good economy and reliability. l0 L.) C x .KJ 7803823-9 The design of the outer and inner ring sheaths, and hence the rotor according to the invention, is directly dependent on the profiles selected for the ring jackets. The rotor according to the invention can e.g. be so designed that the profile of the outer and inner ring the jacket is so designed and arranged that its profile cord diverges in relation to the center axis of the channel enclosing the ring jacket towards the rear outlet opening. The rotor according to the invention can also be so designed that the ring jacket is so designed that it the enclosing channel widens from the front inlet opening to the rear outlet opening.

En särskilt gynnsam utformning av rotorn enligt uppfinningen ernås även därigenom, att profilen hos varje ringmantel är utfor- mad såsom välvd, aerodynamisk formad profil med spetsig framkant och avströmningskanter. Genom lämpligt val av profilen, t.ex. genom val bland ett flertal i litteraturen angivna vingprofiler (t.ex. NACA-profiler, CLARK-, eller LIEBECK-profiler), får man motståndsvärde, lyftkraftsegenskaper och kritiskt anfallsvinkel på ett enkelt sätt, så att,vid varje önskad användning,en maximalt gynnsam verkan hos ringmanteln erhålles.A particularly favorable design of the rotor according to the invention is also achieved in that the profile of each annular jacket is designed such as a curved, aerodynamically shaped profile with a pointed leading edge and runoff edges. By appropriate selection of the profile, e.g. by choosing from a number of wing profiles specified in the literature (eg NACA profiles, CLARK, or LIEBECK profiles), you get resistance value, lifting properties and critical angle of attack in a simple manner, so that, for each desired use, a maximum beneficial effect of the ring jacket is obtained.

En särskilt gynnsam utformning erhålles även om rotorbladens främre kant ligger i plan med ringmantelns främre kant. På detta sätt uppnås att rotorbladen anordnas vid varje ställe runt ring- manteln där den av cirkulationen kring ringmanteln befintliga strömningen genom ringkanalen, i vilken rotorbladen befinner sig, uppvisar sin största hastighet. På detta sätt erhålles en optimal utnyttjandegrad vid minsta rotordimension.A particularly favorable design is also obtained for the rotor blades the leading edge is flush with the leading edge of the ring jacket. On this way it is achieved that the rotor blades are arranged at each place around the ring the mantle where that of the circulation around the ring mantle existing the flow through the annular channel in which the rotor blades are located, exhibits its greatest speed. In this way an optimal is obtained degree of utilization at the smallest rotor dimension.

Rotorn enligt uppfinningen är med fördel utformad så, att ringmantelns längd, mätt i axialriktningen, utgör en bråkdel av rotorns ytterdiameter. Vid rotorn enligt uppfinningen kan den axiella längden hos ringmanteln hållas mycket kort, eftersom genom profileringen en cirkulation och därmed en aerodynamisk diffusor- verkan uppnås utan att en fysisk och över en större längd bakom turbinen sig sträckande diffusor behöver förefinnas. På detta sön erhålles en mycket kompakt rotor, vilken i axiell längd i huvudsak begränsas till rotorbladens längd.The rotor according to the invention is advantageously designed so that the length of the annular jacket, measured in the axial direction, constitutes a fraction of the outer diameter of the rotor. At the rotor according to the invention it can The axial length of the annulus is kept very short, because through the profiling a circulation and thus an aerodynamic diffuser effect is achieved without a physical and over a greater length behind the turbine extending diffuser needs to be present. On this Sun. a very compact rotor is obtained, which in axial length substantially limited to the length of the rotor blades.

Uppfinningen skall nu beskrivas i anslutning till visnnﬂ ﬂUÅllçY 7803323-9 l5 utföringsexempel, där; figur l i perspektiv visar ena hälften av ett utföringsexempel av rotorn enligt uppfinningen _ figur 2 är ett radiellt snitt genom rotorn enligt figur l,och där figur 3 visar fem utföringsexempel a-e av tvärsnittsprofiler hos en rotors ringmantel enligt figurerna l och 2.The invention will now be described in connection with the invention ﬂ UÅllçY 7803323-9 l5 embodiments, where; figure 1 in perspective shows one half of an exemplary embodiment of the rotor according to the invention Figure 2 is a radial section through the rotor of Figure 1, and where Figure 3 shows five embodiments a-e of cross-sectional profiles of a rotor jacket of a rotor according to Figures 1 and 2.

I figurerna l och 2 visas ett utföringsexempel av rotorn.Figures 1 and 2 show an embodiment of the rotor.

Såsom framgår av dessa figurer är ett antal längs periferin jämnt fördelade rotorblad 9 anordnade, vid vars yttre ändar en yttre ringmantel 10 och vid vars inre ända en inre ringmantel ll är fästa. Den inre ringmanteln ll är via ekrar 12 förbunden med ett centralt nav 13, vilket är vridfast förbundet med en axel 14, vilken t.ex. är roterbart lagrad i en bärare och kan vara kopplad till en generator (den sistnämnda delen är inte visad av åskådlighetsskäl).As can be seen from these figures, a number along the periphery is even distributed rotor blades 9 arranged, at the outer ends of which an outer ring jacket 10 and at the inner end of which an inner ring jacket 11 is attach. The inner ring jacket 11 is connected via spokes 12 to one central hub 13, which is rotatably connected to a shaft 14, which for example is rotatably mounted in a carrier and can be connected to one generator (the latter part is not shown for illustrative purposes).

Vid detta utföringsexempel är den yttre ringmanteln 10 på ett sätt utformad och profilerad, att den tillsammans med en inre ringmantel 11 begränsar en kanal 15, genom vilken luft strömmar som påverkar rotorbladen, vidgar sig från den främre inloppsöppningen till den bakre utloppsöppningen. Ringmanteln 10 visar en profil i radiellt snitt, som vid luftströmning är ägnad att utöva en lyftkraft och som är så orienterad i ringmanteln 10, att en sugsida bildas vid den innersida hos ringmanteln 10 som är riktad mot kanalen 15 och att profilens anfallsvinkel i förhållande till en riktning parallell med ringkanalens 15 centrumaxel är mindre än den kri- tiska anfallsvinkeln för profilen, vid vilken en avlösning av strömningen kring profilen skulle ske. Såsom särskilt framgår av fig 2 är den yttre ringmantelns 10 profil över totala omkretsen hos ringmanteln inställd i en vinkel i förhållande till luft- strömningen. Därvid ernås en i huvudsak radiellt inåt riktad aero- dynamisk kraft (lyftkraft) vid ringmanteln 10, vilken kraft är känd genom aerodynamiska teorier. Härigenom uppstår en cirkulation kring ringmantelns profil, vilken i fig 2 är antydd vid båda snitiﬂn genom ringmanteln genom ellipsformade linjer. Genom denna cjrkn~ lation uppstår i kanalen 15 en ökning av strömningshastighoLﬂn Poon guuAuTv .f- _..-... .._..__.f p: UI 7803823-9 i förhållande till den tillströmmande luftens hastighet framför rotorn och i kanalen kommer ett strömningstvärsnitt av den tillströmmande luften att passera, som är större är kanalens strömningstvärsnitt. Det sig i huvudsak upprättade ström- ningsförloppet av det berörda omrâdet genom utformning och anordnande av ringmanteln 10 av tillströmmande luft och ström- ningsförhållandet hos denna luft efter passering genom rotorn, är antydd i fig 2 med streckade linjer. Genom anordnandet och profileringen av ringmanteln 10 erhålles en aerodynamisk ver- kan på rotorn, medelst vilken den tillströmmande luften över ett vida större område berör. ett parti som täcker rotorns dimension och passerar genom rotorns kanal 15 och bakåt under vidgning av strömningstvärsnittet. Den inre ringmanteln ll upp- visar i radiellt snitt likaså en profil, vilken vid luftströmning är ägnad att alstra en lyftkraft och som är så anordnad vid den inre ringmanteln, att dess sugsida utgöres av den från kanalen 15 vända yttersidan hos den inre ringmanteln. Kanalen 15 begränsas utåt av ringmanteln 10 och inåt av ringmanteln ll och bildar en ringkanal i vilken rotorbladen 9 är anordnade, och genom vilken den på rotcrbladen 9 verkande luftströmmen passerar. Profilens anfallsvinkel hos den inre ringmanteln ll i förhållande till en riktning parallellt till ringkanalens centrumaxel är mindre än den kritiska anfallsvinkeln för profilen, vid vilken en av- lösning av strömningen skulle ske. Såsom profiler kommer t.ex. vanliga vingprofiler 4a, 4b, 4c, 4d, 4e i fråga, såsom visas i figurerna 3a - 3e, och som närmare skall anges i den följande beskrivningen.In this embodiment, the outer annular sheath 10 is in a manner designed and profiled, that it together with an inner ring mantle 11 limits a channel 15, through which air flows which act the rotor blades, widen from the front inlet opening to it rear outlet opening. The ring jacket 10 shows a profile in radial cut, which in the case of air flow is suitable to exert a lifting force and which is so oriented in the annular jacket 10 that a suction side is formed at the inside of the annular jacket 10 facing the channel 15 and that the angle of attack of the profile in relation to one direction parallel to the center axis of the annular channel 15 is smaller than the the angle of attack of the profile, at which a replacement of the flow around the profile would take place. As shown in particular by Fig. 2 is the profile of the outer ring jacket 10 over the entire circumference of the ring jacket set at an angle relative to the air the flow. Thereby a substantially radially inwardly directed aerobic dynamic force (lifting force) at the ring jacket 10, which force is known by aerodynamic theories. This creates a circulation around the profile of the ring jacket, which in Fig. 2 is indicated at both sections through the ring mantle through elliptical lines. Through this church ~ an increase in the flow velocity occurs in the channel 15 Poon guuAuTv .f- _..-... .._..__. f p: UI 7803823-9 in relation to the velocity of the inflowing air in front of the rotor and in the channel comes a flow cross section of it the inflowing air to pass, which is larger is that of the duct flow cross section. It mainly established currents the development of the area concerned through design and arranging the annular jacket 10 of inflowing air and flow the ratio of this air after passing through the rotor, is indicated in Fig. 2 by broken lines. Through the arrangement and the profiling of the ring jacket 10, an aerodynamic function is obtained. can on the rotor, by means of which the inflowing air over a much larger area touches. a portion covering the rotor dimension and passes through the channel 15 of the rotor and backwards below widening of the flow cross section. The inner ring jacket 11 also shows in radial section a profile, which in the case of air flow is suitable for generating a lifting force and which is so arranged at it the inner annular jacket, that its suction side is constituted by that from the channel 15 turn the outside of the inner ring shell. Channel 15 is restricted outwardly of the annular shell 10 and inwardly of the annular shell 11 and forming one annular channel in which the rotor blades 9 are arranged, and through which the air flow acting on the root leaves 9 passes. The profile angle of attack of the inner annular sheath 11 in relation to a direction parallel to the center axis of the ring channel is smaller than the critical angle of attack of the profile, at which a solution of the flow would take place. As profiles come e.g. ordinary wing profiles 4a, 4b, 4c, 4d, 4e in question, as shown in Figures 3a - 3e, which will be described in more detail below the description.

Ringmantlarnas anordnande med sin profilering ger på aero- dynamisk väg en strömningsförstärkande effekt, som annars endast skulle kunna uppnås medelst en fixerad diffusoranordning, vilken i så fall skulle vara placerad runt en roterande rotor och som skulle ha en långt bakåt, förbi rotorn, riktad diffusordnl. En dylik långsträckt fysiskt diffusor är inte erforderlig vid rotorn enligt figurerna l och 2. Genom den strömningsförstärkande ~Fínk~ ten vid rotorn enligt fig 1 och 2, erhålles en mycket bättre verkningsgrad än vad som skulle kunna uppnås med en konventionell 7803823-9 l5 rotor med samma diameter.The arrangement of the ring jackets with their profiling gives dynamic path a flow-enhancing effect, which otherwise only could be achieved by means of a fixed diffuser device, which in that case would be placed around a rotating rotor and as would have a far back, past the rotor, directed diffuserordnl. One such an elongate physical diffuser is not required at the rotor according to Figures 1 and 2. Through the flow-enhancing ~ Fínk ~ at the rotor according to Figs. 1 and 2, a much better one is obtained efficiency than could be achieved with a conventional 7803823-9 l5 rotor of the same diameter.

I fig 3 visas fem exempel på utformning av ringmantlarnas resp. ll profiler. Vid dessa utföringsexempel rör det sig om profiler som till större delen redan är testade och uppmätta såsom vingprofiler i försöksanstalter. De grundläggande egen- skaperna hos dessa profiler, såsom exempelvis motstånd, lyftkraft, kritisk anfallsvinkel, är angivna i handböcker är därför fritt tillgängliga för konstruktion av vingmantlarna. I fig 3a-3d är välvda profiler med avrundade framkanter och vassare släppkanter visade (fig 3a CLARK-profil, fig 3b välvd profil, fig 3c LIEBECK- profil, fig 3d NACA-profil). Dylika profiler ger särskilt gynnsamma strömningsförlopp vid användning i ringmanteln l0.I princip är det pdock även möjligt, att såsom profil använda en enkel plattprofil, såsom visas i fig 3e. De aerodynamiska egenskaperna hos en dylik plattprofil är visserligen inte så gynnsamma som de speciellt aerodynamiskt utformade profilerna, men ändå är den, med dylikt utformade ringmantlar, uppnådda strömningsförstärkande effekten hos rotorn enligt fig l och fig 2 mycket betydande.Fig. 3 shows five examples of the design of the ring jackets resp. ll profiles. These are exemplary embodiments about profiles that for the most part have already been tested and measured such as wing profiles in experimental institutions. The basic self- the properties of these profiles, such as, for example, resistance, lifting force, critical angle of attack, are specified in manuals is therefore free available for the construction of the wing sheaths. In Figs. 3a-3d are arched profiles with rounded front edges and sharper drop edges shown (Fig. 3a CLARK profile, Fig. 3b arched profile, Fig. 3c LIEBECK- profile, fig. 3d NACA profile). Such profiles provide particularly favorable flow sequence when used in the ring jacket l0.In principle it is however, it is also possible to use a simple plate profile as the profile, as shown in Fig. 3e. The aerodynamic properties of such flat profile are admittedly not as favorable as the ones in particular the aerodynamically designed profiles, but still it is, with such designed ring jackets, achieved flow-enhancing effect of the rotor according to Fig. 1 and Fig. 2 very significant.

Vid rotorn enligt fig l och 2 är det innanför rotorbladens 9 inre ändar befintliga centrala området utformat såsom fritt tvär- snitt, genom vilket luftströmningen kan passera. De i detta fria tvärsnitt anordnade ekrarna 12, medelst vilka rotorn är förbunden med navet l3, orsakar endast en försumbar minskning av tvärsnittet.At the rotor according to Figs. 1 and 2, it is inside the rotor blades 9 inner end existing central area designed as a free transverse section, through which the air flow can pass. Those in this free cross-section arranged the spokes 12, by means of which the rotor is connected with hub l3, causes only a negligible reduction of the cross section.

Den omständigheten, att rotorns centrala område vid utförings- exemplet enligt fig l och 2, medger luftgenomströmning, kan även vid lufttillströmning framifrån en cirkulation bildas kring den inre ringmantelns profil, såsom är antytt i fig 2. En dylik virvel- strömning sker naturligtvis kring ringmantelns hela omkrets.The fact that the central area of the rotor in the example according to Figs. 1 and 2, allows air flow, can also in the case of air inflow from the front, a circulation is formed around it the profile of the inner annular jacket, as indicated in Fig. 2. Such a vortex flow occurs, of course, around the entire circumference of the annulus.

Därför bildar cirkulationen kring den inre ringmanteln ll och kring den yttre ringmanteln 10 varsin virveltorus. Genom denna cirku- lation erhåller den tillströmmande luften i kanalens 15 område hos rotorn en hastighetsökning, varvid mer luft passerar genom denna kanal än vad som skulle ske genom en kanal med icke om- mantlade rotorer med samma diameter. Det bildas således en aero- dynamisk diffusoreffekt, utan att lângsträckta, fixerade diffu- sorer behöver vara placerade runt om rotorn. Detta utförings- exempel av rotorn kan därför göras mycket kort och kompakt och “WW QUALITY -..,_r._____ 7805823-9 får en verkningsgrad, som är vida större än verkningsgraden för konventionella rotorer med samma diametrar.Therefore, the circulation around the inner annular sheath 11 and around forms the outer ring mantle 10 each vortex torque. Through this circu- lation receives the inflowing air in the area of the duct 15 at the rotor a speed increase, with more air passing through this channel than would be the case through a channel with no sheathed rotors of the same diameter. Thus an aerobic dynamic diffuser effect, without elongated, fixed diffuser sores need to be placed around the rotor. This embodiment examples of the rotor can therefore be made very short and compact and “WW QUALITY - .., _ r ._____ 7805823-9 gets an efficiency that is far greater than the efficiency for conventional rotors with the same diameters.

Såsom särskilt framgår av fig 2, ligger de främre kanterna hos rotorbladen 9 i ett plan med de främre kantpartierna hos ringmantlarna 10 respektive ll.As can be seen in particular from Fig. 2, the leading edges lie of the rotor blades 9 in a plane with the leading edge portions of ring jackets 10 and 11, respectively.

Ringmantelns längd, sett i axialriktningen, uppvisar endast en bråkdel av rotorns ytterdiameter.The length of the annular jacket, seen in the axial direction, shows only a fraction of the outer diameter of the rotor.

Samtliga från beskrivningen och ritningarna framgående kännetecken, inberäknat de konstruktiva detaljerna, kan både var för sig och i lämpliga kombinationer sammanställas i enlighet med uppfinningen.All from the description and drawings shown characteristics, including the constructive details, can both be individually and in appropriate combinations compiled accordingly with the invention.

Claims

7803823-9 10 PATENT REQUIREMENTS Rotor for a wind turbine for an unaffected placement of current-conducting stationary housings or ducts in a flowing medium which is located in a space unlimited in comparison with the dimensions of the rotor, in particular a rotor for a wind power plant, with a sheath located on the rotor blades in the region of the outer periphery of the rotor and formed as an axially symmetrical outer ring sheath rotating with the rotor, and with a further radially spaced inner sheath on the rotor blades of the flowing medium fully encircled inner annular sheath, the two sheaths in radial section having profiles which, when inflowed, are suitable for generating an imprint, characterized in that the inner annular sheath (II) is located at the inner ends of the rotor blades (9) and together with the outer annular jacket (10) defines an annular channel (15), the profiles of the inner (11) and the outer (10) annular jacket, respectively, being oriented so that their suction sides face the channel (15).